[应用相关] 利用stm32自带的正交编码器检测增量式编码器流程总结(转)

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 楼主| gejigeji521 发表于 2016-6-20 18:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
由于手术的工频升级机需要自动平层功能,于是着手开始做这方面的工作。硬件选择的是增量式编码器,100脉冲每转,后来了解到stm32的每个定时器的通道1和通道2内置了正交编码器模块,可以直接使用。之前的公司工程师都是用定时器捕捉脉冲,然后自行处理的,我看了下代码挺麻烦的,现在用了stm32自带的感觉就容易多了。找了官方的软件说明,看了下网上已有的例子,一个下午就基本在我的系统架构中添加了这个设备,然后对这个设备初始化,设置上层接口API。最后看些例子将16位计数器软件扩展到32位。就顺利的完成了基本模块的第一步工作了。以后则需要将采集的到数据与楼层做一个好的数据结构结合在一起,方便调用和维护了。

下面贴上我的基本思路和相关软件代码。

第一步:了解什么事增量式编码器。这就需要百度了,这个自行研究。也很好理解的。

第二步:看网上先人有的实战经验,主要在stm32论坛,21IC论坛里。百度相关关键词就可以找到。

第三步:分析stm32模块使用正交编码检测的原理。这个部分由一个官方手册,也可百度到。

下面是相关初始化代码,由于网上的例子基本用的都是TIM3,而我用的是TIM1,所以需要我自己参照修改的。

  1. void InitializeEncoder(void)
  2. {
  3.   TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
  4.   TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
  5.   /* Encoder unit connected to TIM1, 4X mode */   
  6.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  7.   //NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  8.   /* TIM1 clock source enable */
  9.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);//使能TIM1时钟
  10.   /* Enable GPIOA, clock */
  11.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能GPIOA时钟
  12.   GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);
  13.   /* Configure PA.06,07 as encoder input */
  14.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
  15.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//PA8 PA9浮空输入
  16.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  17.   /* Enable the TIM1 Update Interrupt */
  18.   //NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQChannel;
  19.   //NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;
  20.   //NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = TIMx_PRE_EMPTION_PRIORITY;
  21.   //NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = TIMx_SUB_PRIORITY;
  22.   //NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  23.   //NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  24.   /* Timer configuration in Encoder mode */
  25.   TIM_DeInit(ENCODER_TIMER);
  26.   TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);
  27.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0;  // No prescaling //设定计数器分频系数为0,不分频
  28.   //TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (4*ENCODER_PPR)-1;  //设定计数器重装值
  29.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = ENCODER_TIM_PERIOD-1;
  30.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//设置时钟分割 T_dts = T_ck_int
  31.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;   //TIM向上计数
  32.   TIM_TimeBaseInit(ENCODER_TIMER, &TIM_TimeBaseStructure);
  33.   TIM_EncoderInterfaceConfig(ENCODER_TIMER, TIM_EncoderMode_TI12,
  34.          TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);//使用编码器模式3
  35.   TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
  36.   TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter =ICx_FILTER;//选择输入比较滤波器
  37.   TIM_ICInit(ENCODER_TIMER, &TIM_ICInitStructure);
  38.   // Clear all pending interrupts
  39.   TIM_ClearFlag(ENCODER_TIMER, TIM_FLAG_Update);//清除TIM1的更新标志位
  40.   TIM_ITConfig(ENCODER_TIMER, TIM_IT_Update, ENABLE);
  41.   //ENC_Clear_Speed_Buffer();
  42.   //Reset counter
  43.   TIM1->CNT = 0;
  44.   //CurrentCount = TIM1->CNT;
  45.   TIM_Cmd(ENCODER_TIMER, ENABLE);
  46.   System.Device.Encoder.Enc_GetCount = Enc_GetCount;
  47. }

然后就可以读取 TIM1->CNT的值来获取正交编码值了。

这样还存在着位数不够的问题,参照网上大神的例子,要领会后自己做了我自己的修改,多谢先人。

  1. System.Device.Encoder.Enc_GetCount = Enc_GetCount;

 楼主| gejigeji521 发表于 2016-6-20 18:47 | 显示全部楼层


上面这个接口函数就是我调给上层应用读取的数据,大概每1s或10调用一次,这个参照自己需求定义。
  1. s16   Enc_GetCount(void)
  2. {
  3.     static  u16   lastCount = 0;
  4.     u16  curCount = ENCODER_TIMER->CNT;//获取编码值
  5.     s32 dAngle = curCount - lastCount;
  6.     if(dAngle >= MAX_COUNT)
  7.     {
  8.       dAngle -= ENCODER_TIM_PERIOD;
  9.     }
  10.     else if(dAngle < -MAX_COUNT)
  11.     {
  12.       dAngle += ENCODER_TIM_PERIOD;
  13.     }
  14.     lastCount = curCount;
  15.     return (s16)dAngle;
  16. }


 楼主| gejigeji521 发表于 2016-6-20 18:48 | 显示全部楼层
下面则贴出我自己的相关定义。
  1. //20141213
  2. #define ENCODER_TIMER   TIM1  // Encoder unit connected to TIM3
  3. #define ENCODER_PPR           (u16)(100)   // number of pulses per revolution
  4. #define SPEED_BUFFER_SIZE 8

  5. #define COUNTER_RESET   (u16)0
  6. #define ICx_FILTER      (u8) 6 // 6<-> 670nsec

  7. #define TIMx_PRE_EMPTION_PRIORITY 1
  8. #define TIMx_SUB_PRIORITY 0

  9. #define ENCODER_TIM_PERIOD 0xffff//最大值预分频是65536-1
  10. #define MAX_COUNT          10000//10000也就是1ms内不会超过10000个脉冲

主要的函数就是上面了。调用的话就在应用层处理使用就可以了。这个是在msOS架构上搭建的,很实用。

第四步:构建编码计数器值和楼层的数据关系结构。将其封装在一起,应用层调用更加方便,接下来就会做的。


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